Auf zu neuen Taten

Kategorie: Ausgabe 2009-03

Ein Beitrag der ZVEI-Hauptstadt-Repräsentanz

Die neue schwarz-gelbe Koalition steuert einen Politikwechsel zugunsten der Wirtschaft und damit von Arbeitsplätzen und Wohlstand an. Der Wechsel kommt nicht auftrumpfend oder mit der berüchtigten sozialen Kälte daher, wie das Kritiker dem Bündnis anheften möchten. Es geht um etwas anderes: Die Bekräftigung der Koalition, dass Deutschland eine starke industrielle Basis hat und behalten soll, und das positive Verhältnis zum technischen Fortschritt zeigen einen neuen politischen Willen, sich der Globalisierung zu stellen und Deutschland wettbewerbsfähiger zu machen. Beginnend mit dem Sofortprogramm zur Beschleunigung des Wirtschaftswachstums heraus aus der Krise hat die Koalition Leitlinien definiert: Deutschland soll Gründerland und Bildungsrepublik sein, in der Arbeitsmarktpolitik geht es stärker um den Gleichklang von Fördern und Fordern, die Energiepolitik wird ideologiefreier und die Mobilität wird von rot-grüner Hinterlassenschaft bereinigt. Um dem Vorwurf der unsozialen Politik zu begegnen, wird die Familie finanziell gestärkt. Die Koalition bestätigt die Klimaschutzziele der Vorgängerregierung: Begrenzung der Erderwärmung auf 2°C, Senkung der Treibhausgasemissionen um 40 Prozent bis 2020. Schwarz-Gelb stellt neue Ausgaben unter Finanzierungsvorbehalt und verschiebt das Sparen auf die Zeit nach der Krise. Der ZVEI unterstützt den Weg zu mehr Wachstum. Richtig sind die schnellen Entlastungen von Firmen und Bürgern, die Freiraum für Konsum und Investitionen schaffen, was gerade uns als Hauptinnovationstreiber der deutschen Wirtschaft zugutekommt. Das Festhalten an den Klimaschutzzielen eröffnet unserer Branche gute Chancen auf dem Weltmarkt. Im Koalitionsvertrag finden sich weitere ZVEI-Forderungen wieder: Stärkung der Medizintechnik und der Mikroelektronik, Förderung der MINT-Kompetenzen von Schülern, Einführung intelligenter Stromzähler und -netze, Fortführung der Hightech-Strategie. Der Erfolg für den ZVEI kommt nicht von ungefähr. Im Wahljahr 2009 waren wir mit einem eigenen Informationsstand unter Beteiligung von Mitgliedsunternehmen auf Bundesparteitagen vertreten. Wir warben für unsere Anliegen im direkten Gespräch mit Politikern, hohen Ministerialbeamten und Medienvertretern und konnten dies besonders wirkungsvoll unter unserem zugkräftigen Label Energieeffizienz. Die in einer Broschüre veröffentlichten zehn Positionen der deutschen Elektroindustrie für das Wahljahr 2009 sowie die Kernforderungen des ZVEI an den 17. Deutschen Bundestag verdichteten vor der Wahl die Anstrengungen, auf den politischen Meinungsbildungsprozess Einfluss zu nehmen. Unsere Positionen wurden zudem in den BDI eingespeist. Bis zum Ende der Koalitionsverhandlungen standen wir mit politischen Entscheidungsträgern in Kontakt und haben – auch mit Unterstützung von Mitgliedsunternehmen – dazu beigetragen, in letzter Sekunde die steuerliche Forschungsförderung im Koalitionsvertrag festzuschreiben. Wie geht es weiter? In der Koalition müssen sich die neuen Partner aneinander gewöhnen, ein marktwirtschaftlicher Regierungskurs aus einem Guss wird sicher nicht von heute auf morgen aufscheinen. Problematische Entscheidungen aus der Zeit der großen Koalition (Gesundheitsfonds, Mindestlöhne) bleiben bestehen. Die im Koalitionsvertrag allgemein beschriebenen Ziele müssen nun in konkrete Gesetze und Verordnungen gegossen werden. Wir gehen jetzt auf die Politik zu, in Berlin und Brüssel und gemeinsam mit den Landesstellen im Blick auf den Bundesrat, und machen, bezogen auf unsere Kernforderungen, konkrete Entscheidungsvorschläge. Dazu entwickeln wir Handlungsstrategien für deren Umsetzung im politischen Prozess unter Einbeziehung der medialen Öffentlichkeit. Gemeinsam sind wir eine starke, erfolgreiche Lobbytruppe.


Die Autoren: Dr. Heinrich Doppler und Andreas Abs

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EnQ Magazin 03/2009

Wirtschaftlich warmes Wasser

Kategorie: Ausgabe 2009-03

Individuell – bedarfsorientiert – ohne Verluste

Dezentral statt zentral: Weil jede Entnahmestelle ihr spezielles Warmwassergerät erhält, das gezielt darauf abgestimmt ist, wie viel Warmwasser man vor Ort braucht, kann die dezentrale Warmwasserbereitung als besonders wirtschaftliches System gelten. Mit der Konzentration auf Elektro- Durchlauferhitzer lassen sich Wärmeverluste praktisch vollständig vermeiden. Fließend warmes Wasser zu jeder Zeit gehört zum Standard unseres täglichen Lebens. Das Angebot im Markt bietet dabei für jeden Anspruch eine passende Lösung. Während eine zentrale Warmwasserbereitung, die meist an die Heizungsanlage gekoppelt ist, auf größtmöglichen Komfort ausgelegt ist, bietet das System der dezentralen Warmwasserbereitung die Möglichkeit der bedarfsgerechten Lösung. Dabei erhält jede Zapfstelle ein individuelles Warmwassergerät, dessen Leistung gezielt auf die Bedürfnisse des Benutzers abgestimmt und sowohl unter wirtschaftlichen als auch unter komfortorientierten Gesichtspunkten ausgewählt werden kann. Nahe beieinanderliegende Zapfstellen (z. B. in einem Bad) können dabei zu einer Gruppe zusammengefasst werden und von einem leistungsstarken Gerät versorgt werden.

Der Vergleich verschiedener Warmwassersysteme am Beispiel eines 3-Personen-Haushaltes verdeutlicht den Energievorteil der dezentralen Warmwasserbereitung. Um den jährlichen Warmwasserverbrauch von 30.000 Litern auf eine Temperatur von 45 °C zu erwärmen, werden insgesamt 1.200 Kilowattstunden pro Jahr benötigt. Diese Nutzwärme ist bei allen Systemen gleich. Bei der Verteilung des warmen Wassers von einem zentralen Warmwasserbereiter an entfernte Entnahmestellen entstehen Wärmeverluste, die ein Vielfaches der Nutzwärme betragen können. Bei einer dezentralen Warmwasserbereitung sind diese Energieverluste hingegen sehr gering. Zudem steht warmes Wasser immer und unmittelbar nach Aufdrehen des Warmwasserhahnes zur Verfügung. Entsprechend werden Wasserverluste weitgehend vermieden. Bei Wasserleitungen von ca. 15 Metern gehen bereits über fünf Liter kostbares Trinkwasser verloren. Für den umweltbewussten Verbraucher kann daher die dezentrale Warmwasserbereitung eine moderne Lösung sein. Strom als zukunftssichere, komfortable und insgesamt umweltschonende Energieart ermöglicht dem Verbraucher die Auswahl aus einem besonders großen Geräteangebot. Der Markt bietet für jeden Anwendungsfall eine passende Lösung an. Nach wie vor haben mit 60 Prozent Marktanteil Speicher die Oberhand beim bundesdeutschen Geräteeinkauf. Der Absatz von Durchlauferhitzern steigt jedoch stetig an, und das aus vielen guten Gründen:

Keine Wärmeverluste

Der vollelektronische Durchlauferhitzer verbindet energiesparende
Technik mit hohem Komfort. Ein Tastendruck genügt und das Wasser hat die richtige Temperatur. Foto: CLAGE

Durchlauferhitzer erhitzen das Wasser unmittelbar während des Durchströmens, so dass Wärmeverluste gar nicht erst auftreten. Dies geschieht für den Nutzer selbstverständlich automatisch: Warmwasserhahn öffnen und das warme Wasser fließt. Strom wird nur während der Warmwasserentnahme verbraucht. Bei sinnvoller Installation in unmittelbarer Nähe der Entnahmestellen steht das warme Wasser unmittelbar zur Verfügung. Trinkwasser und Zeitverluste gibt es nicht. Technisch unterscheidet man zwischen den herkömmlichen „hydraulisch gesteuerten“ und den modernen „elektronisch geregelten“ Durchlauferhitzern. Hydraulische Durchlauferhitzer schalten bei Überschreiten eines erforderlichen Wasserfließdruckes immer die volle bzw. die per Schalter auf einen Teil begrenzte Heizleistung ein. Bei Wasserdruckschwankungen kommt es zwangsläufig zu Temperaturschwankungen, die z. B. beim Duschen zu nicht gewollten „Wechselduschen“ führen. Besser agieren die elektronischen Durchlauferhitzer, die mit neuester Mikroprozessor-Technologie ausgestattet sind. In Abhängigkeit von Sollwert, Durchflussmenge und Zulauftemperatur regelt die Elektronik ständig die Heizleistung, um die Auslauftemperatur unter allen Bedingungen konstant zu halten. Druckschwankungen im Wassernetz und wechselnde Einlauftemperaturen werden automatisch und unmittelbar ausgeglichen. Der Nutzer gibt an einem übersichtlichen Display seine Wunschtemperatur ein, den Rest übernimmt der Durchlauferhitzer.

Bedarfsgerechte Wassererwärmung

Das Wasser wird in vielen Haushalten von Speichern auf hohe Temperaturen über 65 °C erhitzt. Tatsächlich wird warmes Wasser jedoch nur in wesentlich niedrigeren Nutztemperaturen verwendet. Diese Nutztemperaturen sind von Zapfstelle zu Zapfstelle unterschiedlich. Deshalb ist es effizienter, das Wasser mit elektronischen Durchlauferhitzern nur auf die Temperatur zu erhitzen, die an der jeweiligen Zapfstelle benötigt wird.

Nach wie vor hält sich die landläufige Meinung, dass im Haushalt Nutztemperaturen von 60 °C und mehr notwendig seien. Bei zentralen Speichern mag das notwendig sein, um maximalen Komfort durch hohe Mischwassermengen zu ermöglichen. Das heiße Wasser wird dann an der Entnahmearmatur wieder auf ein erträgliches Maß heruntergemischt. Nicht selten schreckt man dann an unangenehm heißem Wasser zurück und muss erst eine Weile die richtige Temperatur einmischen. Moderne Armaturen und Handbrausen sind übrigens häufig mit Durchflussmengenbegrenzern ausgestattet, die den Wasserdurchfluss sparsam reduzieren und trotzdem einen angenehmen Wasserstrahl bieten. Dann kommt die hohe Mischwassermenge ohnehin nicht zur Geltung. Betrachtet man also den Nutzbedarf genauer, stellt man fest, dass zum Waschen und Duschen eine Warmwassermenge von acht bis zehn Litern pro Minute in einer Temperatur von etwa 38 °C genau richtig ist. Also warum erst auf 60 °C aufheizen, um dann die Energie wieder beim Heruntermischen auf 38 °C zu vernichten? Der umweltbewusste Nutzer wählt daher seine Lieblingstemperatur am Durchlauferhitzer und öffnet nur noch den rotmarkierten Warmwasserhahn, um sofort das richtig temperierte Wasser zu genießen. Programmtasten und Digitalanzeige erleichtern die gradgenaue Eingabe, die selbstverständlich individuell vorzunehmen ist. Es ist darauf hinzuweisen, dass keinesfalls vor jedem Gebrauch das Tastenbedienfeld benutzt werden muss. Einmal individuell eingestellt, verrichtet der Durchlauferhitzer immer automatisch seinen Dienst, kann aber jederzeit im Sollwert verändert werden. Da Durchlauferhitzer kein Wasser bevorraten müssen, fallen die Geräteabmessungen sehr gering aus. Zudem haben die Hersteller viel investiert, um das Design attraktiv zu gestalten. Die Geräte können aber auch z. B. in einem Badmöbel versteckt installiert werden oder zwei nebeneinanderliegende Räume versorgen. Dann ermöglichen Fernbedienungsmodule die Einstellung des Durchlauferhitzers direkt an der Zapfstelle. Einige elektronische Durchlauferhitzer eignen sich sogar zur Nacherwärmung innerhalb von Solaranlagen – das Optimum in Sachen umweltfreundliche Warmwasserbereitung. Bis zu 65 Prozent des Warmwasserbedarfes können in der Praxis von richtig dimensionierten Solaranlagen bereitgestellt werden. Der Nachheizenergiebedarf durch den Durchlauferhitzer ist entsprechend niedrig. Die Wassertemperatur wird, falls überhaupt erforderlich, nur um die geringe Differenz zwischen der höheren Einlauf- und der gewünschten Auslauftemperatur erwärmt. Individuelle Durchlauferhitzer für Küchenspüle und Gäste-WC Neben der Badversorgung sind Küchenspüle und Gäste-WC die weiteren Zapfstellen im Haushalt, die mit einem individuellen Durchlauferhitzer ausgestattet werden können. Auch hier zahlen sich die Vorteile des Durchlauferhitzer-Prinzips aus: Die kleine Bauform stört nicht die Optik des meist kleinen Handwaschbeckens im Gäste-WC oder lässt ausreichend Stauraum frei unter der Küchenspüle für die heutzutage üblichen Mülltrennungssysteme. Die Durchlauferhitzer sind immer bereit, warmes Wasser auf Anforderung zu liefern – egal wie lange. Sie verbrauchen aber nur die Energie, die für die Nutzmenge erforderlich ist. Wärmeverluste treten somit praktisch nicht auf. Daher und wegen der mit unter 1.000 Euro geringen Anlagekosten für die drei möglichen Durchlauferhitzer in einem Haushalt ist die dezentrale Warmwasserbereitung im Vergleich zu anderen Systemlösungen sehr günstig. Wichtig ist die richtige Dimensionierung der Durchlauferhitzer. Grundsätzlich gilt: je höher die Anschlussleistung, desto größer ist die Durchflussmenge warmen Wassers. Zur Versorgung eines Handwaschbeckens genügt bereits ein steckerfertiges 3,5-kW-Gerät. Für die Küchenspüle mit einem normalen Bedarf von fünf Litern pro Minute in 45 °C ist eine Anschlussleistung von 13 kW die ideale Wahl. Im Bad dagegen sollte die maximale Heizleistung von 24 kW oder 27 kW/400 V gewählt werden. In jedem Fall sind die Betriebskosten so gering wie eben möglich, denn nur die wirklich benötigte Nutzenergie muss bezahlt werden – Wärmeverluste und damit Energieverluste werden vermieden.

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EnQ Magazin 03/2008

Wie die elektrische Beleuchtung in ein neues Zeitalter getreten ist

Kategorie: Ausgabe 2009-03

Energie-intelligentes Licht hat viele Facetten

Öl- und Gaslampen, Fackeln und Kerzen waren bis weit ins 19. Jahrhundert die einzigen nicht natürlichen Lichtquellen. Zwar hatte es schon im 18. Jahrhundert Versuche mit elektrischen Bogenlampen gegeben, praktische Bedeutung erlangten sie aber erst, als Werner Siemens zunächst 1866 Dynamomaschinen entwickelte und Thomas Alvar Edison 1879 die Glühlampe zur technischen Reife gebracht hat. Seitdem ist ein Leben ohne künstliche Beleuchtung nicht mehr vorstellbar. Effiziente Technologien, neue Werkstoffe und optische Systeme haben dabei Möglichkeiten geschaffen, eine klassische Technologie der Industrialisierung im Hinblick auf Effizienz und Klimaschutz im 21. Jahrhundert auf eine ganz neue Grundlage zu stellen. Licht an ist nicht gleich Licht an Hartnäckig heißt es immer noch „Glühbirne“, wenn eigentlich die Lampe gemeint ist – und „Lampe“, wenn es Leuchte heißen sollte. Der Begriff „Leuchte“ steht also nur für den Beleuchtungskörper, in dem die Lampe befestigt, betrieben und geschützt wird. Die hier zur Auswahl stehenden Möglichkeiten sind nahezu unbegrenzt. Für jeden Einsatzort gibt des die passende Lösung. Lichttechnische und elektrotechnische Eigenschaften entscheiden darüber, welche Leuchte für welchen Zweck eingesetzt werden kann. Etwa der klassische Kronleuchter fürs Wohnzimmer, kardanische Strahler in Verkauf und Ausstellung oder leistungsstarke Pendelleuchten im Büro. Die eigentliche Lampe ist das Leuchtmittel. Sie unterscheiden sich durch die Art der Lichterzeugung, ihre lichttechnischen Eigenschaften, ihre Leistungsaufnahme in Watt und ihre geometrische Bauform. Aufgrund von zwei entscheidenden Nachteilen hat die Edison-Glühlampe dabei als Prototyp aller elektrischen Lichtquellen (fast) ausgedient: Sie erzeugt mehr Wärme als Licht, und sie hat mit maximal 1.000 Betriebsstunden eine nur kurze Lebensdauer. Andere Leuchtmittel sind heute wesentlich energieeffizienter – sie verbrauchen weniger Strom und halten deutlich länger. Halogenlampen sind eine Weiterentwicklung der klassischen Glühlampe. Bei ihnen ist der Kolben mit Halogengas gefüllt.

Dieser Füllgaszusatz sorgt dafür, dass sich abdampfende Wolfram-Atome nach einem „Kreisprozess“ wieder auf der Wendel ablagern und so eine Kolbenschwärzung verhindert wird. Die wesentlichen Vorteile der Halogenlampen sind eine höhere Lichtausbeute von bis zu etwa 20 Lumen pro Watt, eine längere Lebensdauer, konstanter Lichtstrom, eine weiße Lichtfarbe und geringe Abmessungen. Unterschieden werden sie in Hochvoltlampen für den Betrieb an 230 Volt und in Niedervoltlampen für Spannungen von 6, 12 oder 24 V. Wie alle Temperaturstrahler können sie problemlos gedimmt werden, Niedervoltlampen benötigen dafür jedoch einen speziellen Dimmer, der auf den Transformator abgestimmt sein muss. Entladungslampen erzeugen Licht beim Stromdurchgang durch ionisiertes Gas oder Metalldampf. Je nach Gasfüllung wird sichtbares Licht direkt abgestrahlt oder UV-Strahlung durch Leuchtstoffe auf der Innenseite der Glaskolben in sichtbares Licht umgewandelt. Entsprechend dem Betriebsdruck im Entladungsrohr wird in Niederdruck- und Hochdrucklampen unterschieden. Entladungslampen benötigen zum Betrieb ein Vorschaltgerät, das hauptsächlich dazu dient, den durch die Lampen fließenden Strom zu begrenzen. Zur Zündung werden Starter oder Zündgeräte gebraucht, die genügend hohe Spannungs- und Energie-Impulse liefern, um die Gassäule (Entladungsstrecke) zu ionisieren und dadurch die Lampe zu zünden. Drei-Banden-Leuchtstofflampen sind Niederdruck-Entladungslampen. Sie haben drei oder fünf besonders prägnante Spektralbereiche im blauen, grünen und roten Bereich, die die guten Farbwiedergabeeigenschaften ausmachen. Die auf der Innenseite der Lampenrohre aufgetragene Leuchtstoffschicht wandelt die im Wesentlichen unsichtbare UV-Strahlung der Gasentladung in sichtbares Licht um. Die chemische Zusammensetzung des Leuchtstoffs bestimmt unter anderem die Lichtfarbe und Farbwiedergabe. Zwei Baureihen stehen zur Verfügung: Lampen mit „hoher Lichtausbeute“ von 14 Watt bis 35 Watt sind für höchste Wirtschaftlichkeit ausgelegt; „hoher Lichtstrom“ ist das Kennzeichen der zweiten Baureihe mit 24 Watt bis 80 Watt für Anwendungsbereiche mit indirekter Beleuchtung oder direkter Beleuchtung in Räumen mit großen Höhen. Leuchtstofflampen und Kompaktleuchtstofflampen an geeigneten elektronischen Vorschaltgeräten (EVG) können problemlos gedimmt werden. Umgangssprachlich ist die Kompaktleuchtstofflampe besser bekannt als Energiesparlampe. Mit integriertem – überwiegend elektronischem – Vorschaltgerät und Schraubsockel kann sie problemlos die Glühlampe ersetzen. Auch Induktionslampen sind Niederdruck-Entladungslampen. Sie kommen ohne Elektroden aus, der Elektronenfluss wird von einem magnetischen Feld erzeugt. Weil sie keine verschleißenden Komponenten enthalten, erreichen sie eine mittlere Lebensdauer von 60.000 Betriebsstunden. Induktionslampen gibt es in Ringform und in Kolbenform. Die wichtigsten Hochdrucklampen sind Halogen-Metalldampflampen und Natriumdampf-Hochdrucklampen. Durch Zusätze von Halogenverbindungen verschiedener Metalle haben die Halogen-Metalldampflampen eine hohe Lichtausbeute und gute Farbwiedergabe. Diese lichtstarken, energieeffizienten und langlebigen Lichtquellen gibt es mit Ellipsoidkolben, in Röhrenform und zweiseitig gesockelt in den Lichtfarben Warmweiß und Neutralweiß. Fast alle Lampen haben UV-absorbierende Kolben. Natriumdampf-Hochdrucklampen zeichnen sich durch besonders warmweißes Licht ohne UV-Anteil und eine sehr hohe Lichtausbeute aus. Auch sie gibt es mit Ellipsoidkolben, in Röhrenform und zweiseitig gesockelt. Die Typen mit schlechter Farbwiedergabe eignen sich für die Straßenbeleuchtung. Typen mit verbesserter Farbwiedergabe werden vorwiegend in der Industriebeleuchtung eingesetzt, Typen mit guter Farbwiedergabe in der dekorativen Akzentbeleuchtung und in Verkaufsräumen. Halogen-Metalldampflampen und Natriumdampf-Hochdrucklampen brauchen auf die einzelnen Typen abgestimmte Zünd- und Vorschaltgeräte, die meisten dieser Lampen können an EVG betrieben werden. Das Dimmen verlangt aufwändige Technik, insbesondere müssen Farbverfälschungen vermieden werden. Heute gibt es auch dimmbare EVG für diese Lampen.

Bei LEDs wird ein Festkörperkristall elektrisch zum Leuchten angeregt. In den verwendeten Kristallen existieren zwei Bereiche: ein n-leitender Bereich mit einem Überschuss an Elektronen und ein p-leitender Bereich mit einem Mangel an Elektronen. In diesem Übergangsbereich entsteht Licht beim Ausgleich zwischen Elektronenüberschuss und -mangel, wenn Gleichspannung angelegt wird. Das Emissionsspektrum des so entstehenden Lichts ist schmalbandig und hängt vom Material des Halbleiterkristalls ab. Weißes Licht kann mit LEDs durch Farbmischung oder Lumineszenzkonversion erzeugt werden. So lassen sich Farbtemperaturen von warmweiß bis tageslichtweiß (3.000 bis 7.000 Kelvin) generieren. Der Farbwiedergabeindex Ra kann für die Anforderungen der jeweiligen Applikation ausgewählt werden. Ra-Werte knapp über 90 sind bereits möglich. Zu den wichtigsten Vorteilen von LEDs gehören die geringe Größe, die lange Lebensdauer und niedrige Ausfallraten. Außerdem emittieren LEDs keine IR- oder UV-Strahlung.

2. ZVEI-Roadshow startet im Januar 2010

„Besseres Licht – weniger Kosten: Kommunen rüsten um“

Mit moderner Außen- und Innenbeleuchtung lassen sich enorm viel Energie und Kosten sparen – besonders für Kommunen und Gemeinden. Um entsprechende Potenziale aufzuzeigen und konkrete Hilfestellung zu geben, führt der Fachverband Licht des ZVEI von Januar bis April 2010 unter dem Titel „Besseres Licht – weniger Kosten“ zum zweiten Mal eine Roadshow für Entscheider, Dienstleister und Planer durch. Für die Umsetzung von Sanierung und Umrüstung erhalten die Teilnehmer von Experten aus Kommunen sowie Unternehmen konkrete Informationen, unter anderem zu den Themen Potenzialermittlung & Auftragsvergabe, Finanzierung & Förderung und Entsorgung. Anhand der Vorstellung von Best-Practice-Beispielen für die Außen- wie die Innenbeleuchtung werden Anforderungen und praktische Lösungen anschaulich gemacht. Wie sich das erreichen lässt, zeigen die jeweils halbtägigen Veranstaltungen in

Trier 12. Januar 2010

Potsdam 14. Januar 2010

Stuttgart 26. Januar 2010

Essen 28. Januar 2010

Hamburg 4. März 2010

München 16. März 2010

Frankfurt 15. April 2010 (Abschluss der Roadshow im Rahmen der Light + Building)

Lichtmanagement: effizient und komfortabel

Trotz der weitreichenden technologischen Auswahlmöglichkeiten – vor allem bei den Lampen –, energie-intelligent wird die Beleuchtung erst durch das richtige Lichtmanagement. Hierzu zählen alle Systeme, die das starre Muster „Ein“ oder „Aus“ durchbrechen. Modernes Lichtmanagement braucht deswegen elektronische Betriebsgeräte: Komponenten wie Vorschaltgeräte oder Sensoren übernehmen z. B. das Steuern und Regeln der Beleuchtung und sorgen für bedarfsgerechtes Licht im Innen- und Außenbereich. So werden nicht nur Lichtausbeute und Lebensdauer der Lampen erhöht, auch das Dimmen von Leuchtstofflampen wird möglich. Darüber hinaus starten die Lampen sofort und flackerfrei und erzeugen ein ruhiges flimmerfreies Licht ohne Stroboskopeffekte. Defekte Lampen werden automatisch abgeschaltet. Weitere Bausteine sind abrufbare Lichtszenen für verschiedene Tätigkeiten, Schaltung der Beleuchtung mit Bewegungsmeldern in Abhängigkeit vom Tageslicht, über Lichtsensoren an Arbeitsplatzleuchten, Lichtsensoren im Raum oder über Außenlichtsensoren.

Ein neues Zeitalter braucht auch ein neues Bewusstsein

Grundsätzlich kommt kein Haus, kein Büro, keine Industrieanlage und auch keine Straße ohne entsprechende Beleuchtung aus. Private Haushalte werden damit ebenso zu wichtigen Akteuren des Klimaschutzes und der Energieeffizienz wie Unternehmen, Städte oder Gemeinden. Dennoch werden die beschriebenen technischen Auswahlmöglichkeiten nicht entsprechend umgesetzt. Mehr als ein Drittel aller deutschen Straßen sind beispielsweise noch immer mit ineffizienten Beleuchtungsanlagen aus den 1960er Jahren ausgestattet. Durch den Einsatz moderner Beleuchtungstechnik könnten hier alljährlich 2,7 Milliarden Kilowattstunden und 1,6 Millionen Tonnen Kohlendioxyd eingespart werden. Gleichzeitig sind mehr als 75 Prozent der Bürobeleuchtung veraltet; bis zu 3,2 Milliarden Kilowattstunden und damit bis zu 475 Millionen Euro Betriebskosten im Jahr könnten durch Sanierungen mit innovativer Technik eingespart werden. Gleiches gilt für die Industrie, die normalerweise auf eine wirksame Kosten- und Leistungsrechnung viel Wert legt. Aber auch hier wird das Thema Beleuchtung vernachlässigt. Die Betriebskosten werden nicht separat erfasst, sondern in die Ermittlung der gesamten Energiekosten für die Produktionsmaschinen mit einbezogen. Dies ist nicht zuletzt auch dem Umstand geschuldet, dass die Beleuchtung meist unauffällig und zum Teil seit Jahrzehnten ohne Störung in Betrieb ist. Vergessen wird häufig auch, dass eine bessere Lichtqualität positive Auswirkungen auf die Produktivität der Mitarbeiter hat, da Arbeitssicherheit und Arbeitsleistung gesteigert werden können. Das in der Industriebeleuchtung ruhende Einsparpotenzial hat der ZVEI auf 8,3 Milliarden Kilowattstunden jährlich oder aber 1,2 Milliarden Euro beziffert. Diese Einsparung würde auch eine Reduzierung des Kohlendioxydausstoßes um fünf Millionen Tonnen bedeuten. Daneben bietet eine gute Beleuchtung die Möglichkeit, Produktionskosten aufgrund gesteigerter Arbeitsleistung einzusparen. Vor dem Hintergrund, dass diese Energiesparpotenziale durch den Einsatz moderner Technik relativ einfach zu erschließen sind und zusätzlich die Beleuchtungsqualität verbessert werden kann, ist es erstaunlich, dass die verfügbaren Technologien erst in geringem Umfang Verwendung finden. Ursachen für die geringe Wechselrate sind häufig fehlende Informationen über das ökonomische und ökologische Potenzial energie-intelligenter Technologien, Unsicherheit durch fehlendes technisches Verständnis und in Bezug auf die Finanzierungskosten. Hier müssen Hersteller, Politik und Verbände an einem Strang ziehen. Weitere Informationen erhalten Sie unter www.licht.de

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EnQ Magazin 03/2009

Über 100.000 qm Energie-Intelligenz

Kategorie: Ausgabe 2009-02

Innovative Haushaltsgeräte und Unterhaltungselektronik auf der IFA

IFA 2009

Sie haben schon so mancherlei großartige Einrichtungen erfunden, während wir uns im Haushalt noch sehr plagen müssen. Wenn Sie schon am Erfinden sind, dann erfinden Sie doch bitte gleich, dass auch im Haushalt alles elektrisch gemacht werden kann“, so eine Berliner Köchin 1882 an Werner von Siemens. Ihre über 125 Jahre alte Bitte erinnert daran, dass elektrische Haushaltsgeräte ursprünglich nicht dafür konzipiert waren, Strom zu sparen – im Gegenteil. Staubsauger, Elektroherde, Waschmaschinen, Geschirrspüler oder Kühlschränke sollten nichts anderes tun, als körperliche durch elektrische „Kraft“ zu ersetzen. Heute gilt dies in dieser Einfachheit nicht mehr. Haushaltsgeräte haben zwar nach wie vor ihren „Dienst zu versehen“, aber nicht mehr um jeden Preis – oder besser gesagt: zu jedem Preis. Vor dem Hintergrund steigender Energiekosten und wachsender Umweltbelastungen spielt ihr Energieverbrauch bzw. ihre Energieeffizienz eine zunehmend wichtige Rolle. Dies liegt vor allem daran, dass sie gemeinsam mit Fernseher, DVD-Player und Co. einen wesentlichen Anteil unseres privaten Energiekonsums ausmachen und gleichzeitig einen der wenigen Hebel darstellen, mit dem jeder durch gezielte Investitionen in intelligente Lösungen seine Energiekosten und Umweltbelastungen nachhaltig reduzieren kann.

Was als Erstes fehlt, ist Aufklärung

Heute stehen in deutschen Haushalten 29 Millionen Kühl- und Gefriergeräte, die älter als zehn Jahre sind. Sie verbrauchen bis zu viermal so viel Energie wie ein vergleichbares neues Gerät – und zwar rund um die Uhr. Um hier wie bei anderen Elektro-Großgeräten zu schnellen Veränderungen zu kommen, muss vor allem die Komplexität des Themas Energieeffizienz reduziert werden. Denn bisher besitzt der Konsument oftmals kein klares Verständnis für den Wert einer Kilowattstunde oder der Bedeutung einer Tonne CO2. Während er an der Tankstelle Preisveränderungen direkt mitbekommt, fehlt ihm dieses „Gefühl“ beim Stromverbrauch fast völlig. Ein zentrales Manko, denn die langjährige Erfahrung zeigt: Moralische Appelle alleine erreichen nur einen Bruchteil der Verbraucher. Die wenigsten Konsumenten – sowohl in den Industrie- als auch in den Schwellenländern – sind zu Investitionen nur aus Umweltschutzgründen bereit. In der Regel sind handfeste monetäre Vorteile notwendig, um Verhaltensänderungen zu erzeugen. Erschwerend kommt dabei hinzu, dass sich für den einzelnen Haushalt häufig der höhere Preis für hocheffiziente Geräte erst nach vielen Jahren rechnet. Abhilfe können umfassende Aufklärungsangebote durch die Hersteller und den Handel schaffen. Natürlich bietet die IFA eine gute Plattform für den Verbraucher, sich einen entsprechenden Überblick zu verschaffen. Darüber hinaus müssen staatliche Förderprogramme konkrete Anreize bieten. Beispiele aus Japan, Spanien, Italien oder den USA zeigen bereits, dass ein solcher Weg sich ökologisch und volkswirtschaftlich sehr gut rechnet.

Verbrauchswerte bei Haushaltsgeräten

15 Jahre bedeuten auch bei Haushaltsgeräten oftmals lebenslänglich

Die rein technischen Voraussetzungen zur Reduzierung des Energieverbrauches sind längst vorhanden und verbessern sich mit jeder neuen Gerätegeneration. Machten sich früher vor allem Geräte mit Warmwasserbereitung, also Geschirrspüler und Waschmaschinen, sowie Geräte, die – wie Kühl- und Gefrierschränke – rund um die Uhr im Einsatz sind, massiv auf der Stromrechnung bemerkbar, so sind in den letzten 15 Jahren – der durchschnittlichen Einsatzzeit von Elektro-Großgeräten – die Verbrauchswerte für Strom und Wasser deutlich reduziert worden.

Neueste Kühl-Gefrier-Kombinationen führender Hersteller wie Siemens brauchen beispielsweise in der besten Energieeffizienzklasse A++ bis zu 66 Prozent weniger Strom als vergleichbare 15 Jahre alte Geräte. Bei Waschmaschinen beträgt die Einsparung bis zu 42 Prozent, bei Geschirrspülern sind es bis zu 35 Prozent. Realisiert werden solche Potenziale im Fall der Geschirrspüler beispielsweise durch den intelligenten Einsatz von Mineralien wie dem von Neff, Bosch und Siemens verwendeten Zeolith®. Es entzieht der Luft im Spülerinnenraum Feuchtigkeit und wandelt diese in trockene Wärme um. Diese wird anschließend in den Innenraum zurückgeführt und zur Trocknung des Geschirrs verwendet. Das wartungsfreie Zeolith®- Granulat ist in einem Behälter im Geräteboden eingebettet und regeneriert sich in der Reinigungsphase bei jedem Spülgang selbstständig. Weitere Einsparungen erzielen die ebenfalls von diesen Herstellern verwendeten Sensortechnologien. Sie passen den Wasserverbrauch dem Verschmutzungsgrad an und garantieren dadurch, dass die exakt notwendige Menge Wasser verwendet wird.

Zeolith®-Trockner

In den modernen Kältegeräten sind es neben der verbesserten Isolation leistungsfähigere Kompressoren und gezielte Optimierungen der Kältekreislaufkomponenten, die einen entscheidenden Vorteil bringen. Innovationen wie die NoFrost- Technologie wirken außerdem in den modernen Kältegeräten der Bildung von Eiskristallen entgegen und verhindern auf diese Weise schleichende Energieverluste. Bei Wäschetrocknern ist es eine innovative Wärmepumpen-Technologie, die die Geräte um bis zu 40 Prozent sparsamer werden lässt. Als weitere effizienzsteigernde Entwicklung ist der von BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH konzipierte SelfCleaning Condenser anzusehen. Bei jedem Trocknungsvorgang lagern sich etwa 20 Prozent der Wäscheflusen im Kondensator des Wäschetrockners ab, was zu einem erhöhten Energieverbrauch und längeren Trocknungszeiten führt. Mit dieser Innovation wird der Kondensator bis zu viermal während des Trocknungsvorgangs vollautomatisch gereinigt und kann damit ohne höheren Energieaufwand arbeiten.

Energieeffizienz längst auch im Wohnzimmer zu Hause

Für die Hersteller der Unterhaltungselektronik ist Energieeffizienz ebenfalls ein wichtiges Thema. Neben den technologischen Produktinnovationen können sich die Besucher der diesjährigen IFA (4. bis 9. September) auf zahlreichen Messeständen auch über die neuesten energie-intelligenten Entwicklungen bei Blu-ray-Playern, Set-Top-Boxen und Fernsehern informieren.

Grundsätzlich ist, ähnlich wie bei Haushaltsgeräten, auch bei der Unterhaltungselektronik das Phänomen festzustellen, dass der Energieverbrauch pro Gerät sinkt, obwohl der Stromverbrauch in der Summe steigt. Die Ursache ist hier ebenfalls ganz einfach: Mehr Haushalte, mehr Geräte, mehr Vielfalt. Vorbei sind die Zeiten, als in den Wohnzimmern neben dem Radio oder dem Schallplattenspieler lediglich ein Fernseher stand. Heute sind auch die Kinder- oder Arbeitszimmer mit eigenen Fernsehern, DVD-Playern, Spielekonsolen oder PC ausgestattet – und viele laufen den ganzen Tag. Noch vor wenigen Jahren war das einzige Gerät im Haushalt, das ständig Strom benötigte, der Kühlschrank. Fernseher und die Stereoanlage verfügten über einen Knopf, der das Gerät tatsächlich komplett ausschaltete. Mit dem Siegeszug des Videorekorders und des PCs hat sich dies verändert. Die Hersteller sind aus diesem Grund dazu übergegangen, den Energieverbrauch im Standby-Modus zu reduzieren. Mit Erfolg. Bei Fernsehern liegt er nur noch bei durchschnittlich 0,5 Watt, Spitzengeräte erreichen sogar 0,3 bis 0,1 Watt. Werte, die sich kaum noch signifikant verringern lassen.

Wesentlich mehr Potenzial, um bei dem Beispiel Fernseher zu bleiben, bieten die auf der IFA präsentierten Entwicklungen im On-mode-Bereich. Die LED-Hinterleuchtung von LCD-Bildschirmen, zur IFA 2008 noch als Zukunftsthema gehandelt, etabliert sich nun mit einer Vielzahl neuer Modelle bei den unterschiedlichsten Herstellern. Die einzelnen LED-Lichtzellen lassen sich so ansteuern, dass sie den Helligkeitsvorgaben des Bildinhalts entsprechen. Für dunkle Bildpartien werden die LEDs dabei heruntergedimmt bzw. ganz ausgeschaltet. Auf diese Weise werden nicht nur wesentlich höhere Kontraste erzielt, die Fernseher sparen zugleich auch deutlich Energie.

Der Trend, das zeigt auch die diesjährige IFA, geht hin zur Integration von Funktionen. Das heißt, weg von der Vielzahl von Einzelkomponenten (DVD/Blu-ray, Festplatte, Receiver), deren Funktionen nun in das TV-Gerät integriert werden. Dies reduziert den Energieverbrauch insgesamt, ebenso wie den Materialaufwand für Gehäuse, Netzteile etc. Weiterer positiver Effekt: Kabelfrei und mit nur einer Fernbedienung wird gleichzeitig der Komfort für den Verbraucher gesteigert.

Energie-intelligente Kaufentscheidungen gefragt

Mit den hier beschriebenen Ansätzen haben die Aussteller der IFA neue Wege bei Haushaltsgeräten und Unterhaltungselektronik beschritten. Grüne Wege sozusagen, die sich die Besucher auf der IFA genau anschauen sollten, denn sie als Konsumenten sind wesentlich für den Erfolg dieser Entwicklungen verantwortlich. Unsere engagierte Berliner Köchin vom Anfang wäre bestimmt interessiert.


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EnQ Magazin 02/2009

Forderungen des ZVEI zur Klima- und Energiepolitik

Kategorie: Ausgabe 2009-02

Von Dr. Klaus Mittelbach – Vorsitzender der Geschäftsführung des ZVEI

Dr. Mittelbach

2009 treten die Deutschen so oft an die Wahlurnen wie selten zuvor. Nach den Wahlen zum Europaparlament und zu Landtagen sowie der Wahl des Bundespräsidenten ist es nun die Bundestagswahl, die wichtige Impulse für eine langfristige und nachhaltige Energie- und Klimapolitik setzen muss.

Neben der Erhöhung der Transparenz des Energieverbrauchs durch eine monatliche Stromabrechnung auf der Basis einer Verbrauchsmessung mit elektronischen Stromzählern und einer zeitlich befristeten staatlichen Förderung für ausgewählte höchsteffiziente Produkte (zum Beispiel Kühlschränke der Energieklasse A++) fordert der ZVEI von der zukünftigen Bundesregierung wirksame Anreize zur Einführung hocheffizienter kommunaler Straßenbeleuchtung und für Investitionen in energieeffiziente Anlagegüter. Wichtige Voraussetzung ist aber die Bündelung der deutschen Energie- und Klimapolitik in einem Ministerium, um eine Politik aus einem Guss möglich zu machen. Eine unabdingbare Voraussetzung für jede zukunftsweisende klima- und energiepolitische Strategie liegt in der Erhöhung der Energieeffizienz sowie der Minderung der CO2-Emissionen nicht nur bei der Erzeugung, Übertragung und Verteilung, sondern auch bei der Nutzung von Energie. Ambitionierte Ziele sind jedoch nur dann erreichbar, wenn die richtigen Weichen für energie-intelligente Technologien der Zukunft gestellt werden. Mit seinem „Weißbuch Energie-Intelligenz – Energie intelligent erzeugen, verteilen und nutzen“ hat der ZVEI der Politik konkrete, umsetzbare Vorschläge gemacht. Das ZVEI-Weißbuch ist das umfassende Kompendium der Einspar- und Optimierungspotenziale der energieerzeugenden, -verteilenden und -nutzenden Technologien und Produkte über die gesamte Breite der Elektrotechnik und Elektronik hinweg.

Die vom BDI im Jahr 2007 in Auftrag gegebene McKinsey-Studie zur Verminderung von Treibhausgasemissionen in Deutschland zeigt: Die Technologien der deutschen Elektroindustrie tragen mit je 21 Millionen Tonnen CO2 im Sektor Industrie mit gut zwei Dritteln und im Sektor Gebäude mit einem Drittel zu den Verminderungspotenzialen in Deutschland bei.

Die Studie hat mehr als 300 technische Vermeidungshebel, das heißt Ansatzpunkte insbesondere aus Deutschland zur Verminderung von Treibhausgasemissionen, untersucht. Sie zeigt, dass bis 2020 gegenüber dem Niveau von 1990 die Treibhausgasemissionen allein um 26 Prozent gesenkt werden können, wenn alle bekannten Vermeidungshebel mit Vermeidungskosten von bis zu 20 Euro je Tonne CO2 umgesetzt werden.

Die Technologien der deutschen Elektrotechnik- und Elektronikindustrie spielen hierbei eine herausragende Rolle. Um mit der BDI-McKinsey-Studie zu sprechen: Die Vermeidungshebel der Elektrotechnik rechnen sich aus betriebswirtschaftlicher Sicht. Trotzdem werden sie zu wenig genutzt.

Wird dieses Potenzial nicht gezielt gehoben, ist die Belastung der energieintensiven Stahl- und Chemieindustrie oder der Aluminium oder Kupfer erzeugenden Industrie durch den Emissionshandel umso größer. Bildlich gesprochen: Jede Tonne CO2, die durch den Einsatz moderner Technologie eingespart wird, ist eine Tonne weniger Belastung auf den Schultern derer, die mit den Energiesparvorgaben konfrontiert werden. So leisten wir unseren Beitrag, damit Industrieproduktion am Standort Deutschland auch zukünftig erfolgreich möglich ist.

Grundsätzlich macht der Emissionshandel Sinn. Er fördert indirekt auch den Einsatz neuer Technologien. Die Belastung darf aber nicht einseitig auf den deutschen energieintensiven Industrien liegen. Dies ist besonders wichtig, weil ein einfacher Verzicht auf energieintensive Produktionsschritte oder deren Verlagerung ins Ausland, das „carbon leakage“, keine Lösungen sein dürfen. Wenn in anderen Ländern die Energie eingesetzt wird, die in Deutschland eingespart werden muss, ist das ein Nullsummenspiel, das dem Klima nichts nützt, aber dem Herz unserer Wirtschaft, der Industrie, schadet. Wir sehen doch gerade in der Finanzkrise, wie wichtig die Industrie, das produzierende Gewerbe, zur Stabilisierung der Volkswirtschaft ist.

Deutschland mit seiner hochgradig vernetzten Industriestruktur ist wie kein anderes Land vom Emissionshandel betroffen. Wir haben in Europa den höchsten Industrieanteil an der Bruttowertschöpfung: über 25 Prozent. In Italien liegt er bei 20 Prozent, in Großbritannien bei 17 und in Frankreich sogar nur bei 14 Prozent. Für diese Länder sind die Belastungen deswegen bei Weitem nicht so hoch. Gleichzeitig verzeichnet Deutschland den höchsten Anteil an der EU-Grundstoffproduktion. Unternehmen, bei denen der Energiebedarf einen hohen Anteil an ihren Gesamtkosten ausmacht und die einem hohen Wettbewerbsdruck ausgesetzt sind, werden ihre Produktion aus Deutschland verlagern. Wer mit zusätzlichen Belastungen eingreift, ohne gleichzeitig Effizienzsteigerungen zu fördern, muss wissen, dass er eine Lokomotive verlangsamt, die ganz Europa zieht.

Der verstärkte Einsatz energieeffizienter Produkte, Systeme und Lösungen würde nicht nur zur Reduzierung des Treibhausgasausstoßes beitragen, sondern auch umfassende Investitionen anstoßen und nachhaltig die Betriebskosten senken. Ein nicht zuletzt in Zeiten einer wirtschaftlich schwierigen Lage wichtiger Punkt zur Steigerung der Investitionsrate.

Mit der Klimaschutzkonferenz im Dezember in Kopenhagen werden weltweit die wichtigen Weichen für den Klimaschutz gestellt. Gleichzeitig werden die damit für alle betroffenen Akteure verbundenen Kosten definiert. Nicht nur vor dem Hintergrund der derzeitigen Finanz- und Wirtschaftskrise muss die Kosteneffizienz von Klimaschutzmaßnahmen eine zentrale Rolle in allen Diskussionen spielen.

Schon traditionell leistet Deutschland und vor allem die deutsche Industrie den größten Beitrag zur Verringerung der Treibhausgase. So konnte der CO2-Ausstoß seit 1990 um 17 Prozent zurückgefahren werden – von 1.232 Millionen Tonnen CO2 im Bezugsjahr 1990 auf 1.025 Millionen Tonnen CO2 im Jahr 2004. Dies konnte nur deshalb gelingen, weil die Industrie in Deutschland im technologischen Bereich sehr weit vorne ist.

Für Kopenhagen muss klar sein: Klimapolitik kann nicht nur lokal stattfinden. Deutschland hat nur einen Anteil von drei Prozent an den weltweiten Klimaemissionen. Statt nur nach innen zu schauen und die deutsche Industrie weiter zu belasten, müssen wir dafür sorgen, dass unsere deutsche Hightech-Effizienztechnologie weltweit eingesetzt wird. Dort liegen Einsparpotenziale, die um ein Vielfaches größer sind als die Gesamtemissionen von Deutschland! Und es muss noch einmal wiederholt werden: Es handelt sich allesamt um Technologien, deren im Vergleich zu Standardprodukten höhere Investitionskosten sich beim Anwender durch weitaus geringere Energie- und Betriebskosten schnell bezahlt machen!

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EnQ Magazin 02/2009

Die Steigerung der Energieeffizienz ist der Schlüssel zum Klimaschutz

Kategorie: Ausgabe 2009-02

Die Parteien und ihre Positionen zur Reduzierung des Energieverbrauchs

Mit energie-intelligenten Produkten, Lösungen und Systemen hat die Elektroindustrie zentrale Hebel für den Klimaschutz. Energieeffizienz ist neben der Weiterentwicklung erneuerbarer Energien und der dezentralen Energieerzeugung das wichtigste Element, um die Erwärmung der Erdatmosphäre zu begrenzen. Mit Hightechprodukten ist dies sogar ohne Komforteinbußen möglich. Die Instrumente dazu hat die Elektroindustrie, sie sind bereits heute auf dem Markt verfügbar.

Dass sie nicht bereits in größerem Umfang eingesetzt werden, liegt an vielerlei Hemmnissen. Zum einen fehlen Informationen, insbesondere aber konkrete Anreize, zum Beispiel für die Anschaffung energieeffizienter Haushaltsgeräte oder Elektromotoren, bei denen meist nur auf die Anschaffungs- statt auf die Lebenszykluskosten inklusive des Energieverbrauchs geschaut wird. Bei der Elektromobilität fehlt es an einer ausreichenden Begleitung der Markteinführung durch den Staat (die US-Regierung gibt zwei Milliarden Dollar nur für die Batterie-Forschung plus Steuergutschrift für die Errichtung von Fertigungsstätten aus).

Die Hauptstadtrepräsentanz des ZVEI hat deshalb bei den Parteien in Berlin nachgefragt, welche Ziele sie sich bei der Energieeffizienz setzen und welche Rolle die Industrie, passiv wie aktiv, dabei spielen soll.

Geantwortet haben für die Union CDU-Generalsekretär Ronald Pofalla, für die SPD Bundesumweltminister Sigmar Gabriel, für die FDP Generalsekretär Dirk Niebel, für die Grünen deren Spitzenkandidatin Renate Künast und für die Linkspartei deren stellvertretende Fraktionsvorsitzende Gesine Lötzsch. Der Rang der Autoren zeigt, wie wichtig die Parteien die Energieeffizienz nehmen. Es zeigt auch, wie sehr ihnen bewusst ist, dass die Elektroindustrie der herausragende Partner dabei ist.

Reichstag Berlin

Ronald Pofalla, CDU

Die effiziente Nutzung von Energie ist ein zentrales Element unserer Energiepolitik – neben der Förderung erneuerbarer Energien und einem breiten Energiemix insgesamt. Denn eine effiziente Nutzung von Energie vermindert den CO2-Ausstoß und damit die Umweltbelastung. Sie steigert die Wettbewerbsfähigkeit des Wirtschaftsstandortes Deutschland, entlastet Verbraucher und reduziert den Bedarf an importierten Energieträgern. Die CDU will daher bis 2020 eine Verdopplung der Energieeffizienz im Verhältnis zum Jahr 1990 erreichen. Für uns ist dabei klar, dass wir den schonenden Umgang mit Ressourcen und den Klimaschutz gemeinsam mit der Industrie vorantreiben. Nur so können wir zu einer ausgewogenen Balance zwischen Ökonomie und Ökologie gelangen. Um die ehrgeizigen Ziele zu realisieren, setzt die CDU daher auf gezielte marktwirtschaftliche Anreize. Wir müssen die richtigen Rahmenbedingungen schaffen, damit Unternehmen ressourceneffizient wirtschaften und Verbraucher auf Energieeffizienz Wert legen. Gemeinsam mit der Wirtschaft wollen wir ein „Aktionsbündnis Energieeffizienz“ anstoßen, das allgemeine Informations- und Aufklärungskampagnen, Beratungen über Stromsparmöglichkeiten sowie die Einführung individueller Stromtarife umfasst. Zudem wird die CDU eine „Effizienzstrategie Mittelstand“ ins Leben rufen, die auf eine verbesserte Aufklärung zielt sowie zinsverbilligte Darlehen und Zuschüsse für Energieeffizienzmaßnahmen bereitstellt. Zwangsmaßnahmen wie verpflichtende Energiemanagementsysteme lehnen wir ab. Daneben müssen die Verbraucher durch eine klare Kennzeichnung des Energieverbrauchs ihrer Geräte und transparente Stromzähler gestärkt werden. Umwelttechnik und damit auch die Energieeffizienz ist einer der Wachstumsmärkte des 21. Jahrhunderts. Die CDU will diesen Bereich unterstützen und damit Wohlstand in Deutschland sichern. Mit dieser Politik schaffen wir zum einen neue Potenziale für unseren Export und Arbeitsplätze und leisten zum anderen unseren Beitrag zum Klimaschutz weltweit.

Sigmar Gabriel, SPD

Die Steigerung der Energieeffizienz ist der Schlüssel zum Klimaschutz – und bietet gerade deutschen Unternehmen große ökonomische Chancen. Nach einer Studie von Roland Berger wird sich das Weltmarktvolumen im Bereich Energieeffizienz von 540 Milliarden Euro bis 2020 fast verdoppeln. Schon heute nehmen deutsche Unternehmen technologische Spitzenpositionen ein und bedienen ein Fünftel des Weltmarktes. Mit unserer ökologischen Industriepolitik wollen wir dafür sorgen, dass das Klima geschützt wird, Verbraucher und Unternehmen bei den Energiekosten entlastet und neue Märkte für deutsche Firmen erschlossen werden. Wir brauchen eine Energiesparoffensive. Wir werden ein Hocheffizienz- Gesetz einführen, mit dem Ziel, elf Prozent des jetzigen Strombedarfs bis 2020 einzusparen. Wir werden die Anforderungen der Energieeinsparverordnung für Neubauten um 30 Prozent anheben und wir werden den bedarfsorientierten Energieausweis für alle Gebäude verpflichtend einführen. Wir werden die Sanierungsrate von Gebäuden auf zwei bis drei Prozent pro Jahr erhöhen und dazu die Zuschüsse aus dem CO2-Gebäudesanierungsprogramm auf jährlich 2 Milliarden Euro aufstocken. Wir werden die Energiesteuerprivilegien für das produzierende Gewerbe an die Einführung von Energiemanagementsystemen knüpfen. Bis 2020 wollen wir die Energieproduktivität gegenüber 1990 verdoppeln. Wir werden ein Klimaschutz-Investitions-Gesetz einführen, das klare und verlässliche Anreize im Steuerrecht für Investitionen in Energieeffizienz und erneuerbare Energien schafft. Die Einnahmen aus der Versteigerung der Emissionszertifikate werden wir für Klima- und Umweltschutzmaßnahmen nutzen. Wir werden den Gebäudebestand im Falle ohnehin fälliger Sanierungsmaßnahmen in die Pflicht zur Nutzung erneuerbarer Energien einbeziehen und den Einsatz erneuerbarer Energien gleichzeitig finanziell weiter fördern.

Dirk Niebel, FDP

Die FDP will Energieeffizienz als Bestandteil der Klimaschutzpolitik zu einem Wettbewerbsmotor machen. Eine gut konzipierte Klimaschutzpolitik, die frühzeitig energie- und klimaeffizientes Verhalten aller Akteure belohnt, ist eine vernünftige Wirtschaftspolitik. Zentrale Klimaschutzstrategien sind mehr Energieeffizienz und Energiesparen, um den Energiebedarf zu drosseln. Die größten Potenziale zur Energieeinsparung liegen in der Wärmedämmung des Gebäudebestands, in energieoptimierten technischen Produkten und in einem energiebewussten Verhalten jedes Einzelnen. Die FDP will keine überzogenen Produktregulierungen wie das Glühbirnenverbot. Vielmehr wollen wir eine ökologische Konsumentenverantwortung, das heißt eine bewusste Entscheidung des Einzelnen aufgrund transparenter Verbraucherinformationen. Der Verbraucher ist grundsätzlich zum Energiesparen bereit. Die Hersteller energiebetriebener Produkte sollten daher dem Verbraucher alle nötigen Informationen über den Energieverbrauch geben. Stromnetze mit intelligenter Technik können es den Energiekunden ermöglichen, sich über den aktuellen Stromverbrauch und den Einfluss einzelner Haushaltsgeräte zu informieren, und setzen zusätzliche Anreize für die Nachfrage nach energieeffizienten Produkten. Darüber hinaus brauchen wir eine Deutsche Stiftung Energieforschung, die die Forschung an innovativen Energietechnologien voranbringt. Deutsche Ingenieure sind weltweit führend im Entwickeln von Energiespartechnologien. Die FDP will diese Position sichern und ausbauen.

Renate Künast, Die Grünen

Der Klimawandel beschleunigt sich, der Strompreis steigt. Trotzdem verbrauchen die Deutschen immer mehr Strom – plus zwölf Prozent seit 1995. Das ist gefährlich fürs Klima, teuer für die Verbraucher und teuer für die Unternehmen. Die Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Wirtschaft wird immer stärker davon abhängen, ob es gelingt, durch energieeffiziente Produktionslinien die Energiekosten im Griff zu behalten. Wir von Bündnis 90/Die Grünen wollen den Energieverbrauch in Deutschland bis 2020 um 16 Prozent senken. Im verarbeitenden Gewerbe könnte mit heutiger Technologie bereits die Hälfte des Stroms eingespart werden. Das zeigt, wie viel Potenzial in der Entwicklung und Herstellung energieeffizienter Anlagen und Geräte liegt. Die Wirtschaft muss dieses Potenzial nutzen. Der Blaumann muss grün werden – für Wettbewerbsfähigkeit, für Jobs von morgen und für das Klima. Die Industrie ist doppelt gefragt: Erstens muss sie selbst möglichst energiesparend produzieren. Zweitens muss sie Verbraucher und Unternehmen mit innovativen technischen Lösungen beim Energiesparen unterstützen. Im Moment nutzen wir Energie äußerst ineffizient: Nur drei Prozent der Energie einer Glühbirne wird Licht, ein Verbrennungsmotor setzt nur 25 Prozent der Energie in den Antrieb um. Die Politik muss dem Markt entsprechende Ziele vorgeben. Wir Grünen setzen auf einen dynamischen Effizienzstandard, bei dem das sparsamste Gerät die Messlatte vorgibt. Japan feiert mit diesem Top-Runner-Ansatz gute Erfolge. Außerdem wollen wir eine kundenfreundliche Energieverbrauchskennzeichnung und strenge Vorgaben für den maximalen Energieverbrauch. Nur wer Ökologie und Ökonomie zusammendenkt, ist morgen vorne.

Gesine Lötzsch, Linkspartei

Ein klügerer Umgang mit Strom und Wärme ist ein zentraler Baustein der Energiewende hin zu einer regenerativen Vollversorgung. Derzeit geht die Energieeffizienz jedoch vor allem in der Industrie zurück. Neben gezielten Förderprogrammen zur Verbesserung industrieller Energiestandards ist es künftig erforderlich, Vergünstigungen bei energiebezogenen Steuern und Abgaben nur noch gegen nachgewiesene Verbesserungen bei der Energieeffizienz zu gewähren. Zur Verbesserung der Energieeffizienz fordert DIE LINKE zudem die Einführung eines Energiesparfonds. Ausgestattet mit 2,5 Milliarden Euro jährlich soll dieser Effizienzprogramme für private Haushalte, Unternehmen und öffentliche Verwaltungen umfassen. Spezielle Förderprogramme wenden sich an einkommensschwache Haushalte, um ihnen den Kauf energieeffizienter Haushaltsgeräte zu ermöglichen. Daneben ist es erforderlich, den Standby-Verbrauch durch verbindliche technische Standards einzudämmen. Um nachvollziehbare Informationen über den energetischen Verbrauch von Geräten zu erhalten, muss die Verbrauchskennzeichnung auf alle Gerätegruppen ausgeweitet werden. Im Gebäudesektor ist eine Senkung des durchschnittlichen Wärmeverbrauchs aller Gebäude von derzeit 165 Kilowattstunden pro Quadratmeter jährlich auf 70 Kilowattstunden im Jahr 2030 erreichbar. Das ist mehr als eine Halbierung. Unter dem Strich ergeben sich aus einer konsequenten Durchsetzung von mehr Energieeffizienz gerade für die Elektroindustrie enorme Wettbewerbsvorteile und Beschäftigungspotenziale. Sie sollte deshalb mit technischen Produkten und Dienstleistungen für eine kluge Energienutzung vorangehen.

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EnQ Magazin 02/2009

Zukunftstechnologien der Energieeffizienz auf der Hannover Messe 2009

Kategorie: Ausgabe 2009-01

Sonderschau in Halle 26

Hannover Messe 09

Betriebswirtschaftlich gesehen ist Energieeffizienz die optimale Nutzenausbeute bei geringstmöglichem Energieeinsatz. Doch diese einfache Formel gilt spätestens seit der sich abzeichnenden Klimaveränderung nicht mehr – Energieeffizienz ist ein gesamtgesellschaftliches Thema geworden. Unternehmen stehen dabei genauso in der Verantwortung wie private Haushalte oder die Politik. Dennoch bleibt die technologische Komponente der Kern jeglicher Veränderung. Wer wissen will, welche Innovationen im Bereich der Energieeffizienz in den nächsten Monaten und Jahren unser Leben verändern, findet auf der Hannover Messe 2009 die richtigen Lösungsansätze. Die Sonderschau „Energieeffizienz in industriellen Prozessen“ unter Schirmherrschaft des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie gibt einen guten Überblick über die wichtigsten Potenziale der Energieoptimierung. Angefangen bei praxisnahen Referenzmodellen aus verschiedenen Branchen und Technologiebereichen bis hin zu Live-Vorführungen energie-intelligenter Lösungen – in Halle 26 erleben die Besucher die verschiedensten Ansätze für konkrete Effizienzmodelle. Zu den Ausstellern zählen dabei Unternehmen aus den Bereichen Automation, Antriebstechnik und Maschinenbau. Gerade bei Standardanwendungen in den betrieblichen Nebenfunktionen wie Pumpen, Lüften, Verdichten, Fördern, Bewegen, Klimatisieren und Kühlen finden sich erhebliche Optimierungspotenziale. Allein der Austausch veralteter Antriebssysteme würde jährlich 27,5 Milliarden Kilowattstunden Strom einsparen. Das entspricht umgerechnet elf Prozent des gesamten industriellen Stromverbrauchs beziehungsweise 2,2 Milliarden Euro an Energiekosten. Dass entsprechende Lösungen dabei keineswegs aufwendig oder kostenintensiv sein müssen, zeigen bereits einfache Beispiele.

Neue Impulse für den Herzschlag der Industrie

Ohne Pumpen läuft in der Industrie, im Haushalt oder im Verkehr fast nichts. Beim Fördern von Wasser, Heizöl, Treibstoff oder Abwasser verschwenden ineffiziente Pumpen jedoch nach wie vor viel Energie, so dass Pumpen mit zu den größten industriellen Stromverbrauchern gezählt werden müssen. Bei der Betrachtung der Energiebilanz eines Pumpensystems stehen neben den Pumpen eine Reihe von Komponenten auf dem Prüfstand, die ihren Anteil am Energieverbrauch des Systems haben. Erste Anhaltspunkte gibt die Kontrolle des Zustands des Pumpensystems. Läuft das System ordnungsgemäß? Laufen alternierende Pumpen gleich lang? Starten sie häufiger als üblich? Liegen die Betriebszeiten in Regen- und Tauwetterperioden im Bereich des Erwarteten?

Reif für einen neuen Schrittmacher

Um die Energie effizient einzusetzen, ist eine genauere Betrachtung der Betriebsbedingungen unerlässlich, und Punkte wie Belastung, Gegendruck, Pumpen sowie Betriebsbedingungen zum Beispiel im Abwasserbereich sind abzuklären. Je mehr Wasser gepumpt werden muss, desto größer ist die Belastung der Pumpenstation. Sie lässt sich nur durch Minimierung von Fremdwasser und Änderung des Einzugsgebiets verringern. Der Gegendruck ist eine Größe, die sich u. a. durch regelmäßige Wartung positiv beeinflussen lässt. Er ergibt sich aus dem geodätischen Gegendruck (Förderhöhe) und dem dynamischen Gegendruck (Reibung). Die Förderhöhe kann man als unveränderliche Gegebenheit einstufen, auf die Reibung in dem Leitungssystem haben die Betreiber allerdings Einfluss. Je schneller das Abwasser durch die Rohre gepresst wird, desto größer sind der Gegendruck und der Energiebedarf. Desgleichen gilt: je größer der Leitungsdurchmesser, desto kleiner der Gegendruck.

Auf den Rhythmus kommt es an

Die Leistung der Pumpen wurde in den meisten Fällen bei der Planung des Pumpensystems festgelegt. Oft laufen nach einiger Zeit die Planungs- und die tatsächlichen Daten aber deutlich auseinander. Beispielhaft zeigt das eine Langzeitstudie, die ermittelt hat, dass an weniger als neun von zehn Tagen nur die halbe Pumpenkapazität benötigt wird. Anders gesagt, die volle Pumpenleistung wird lediglich an Tagen mit großem Zufluss benötigt. Um einen energiesparenden Betrieb der Pumpen zu gewährleisten, ist also die richtige Auslegung entscheidend. Wenn die Pumpen zu groß sind, laufen sie unnötig oft an und verbrauchen dabei viel Energie. Durch eine Regelung lassen sich die Fließgeschwindigkeit und damit der dynamische Gegendruck sowie die Anzahl der Starts reduzieren. In der Praxis findet man drei Varianten der Drehzahlregelung: über Polumschaltung, über Getriebe und über Frequenzumrichter. Die günstigste ist zumeist die Frequenzregelung. Damit lassen sich erhebliche Einsparungen durch reduzierten Energie- und Wartungsbedarf erzielen. Positiver Nebeneffekt: Der Frequenzumrichter senkt durch viele integrierte Funktionen und Baugruppen die Investitionskosten für zusätzliche externe Komponenten wie beispielsweise Netzdrosseln und verbessert den Anlagenschutz.

Jeder Pumpenstart kostet Geld

Im Schnitt benötigen Pumpensysteme fünf bis zehn Prozent der Energie für den Start, in ungünstig ausgelegten Anlagen kann der Energiebedarf für Starts bis zu 40 Prozent betragen. Durch neue Frequenzumrichter lässt sich die hier benötigte Energie stark verringern, da sie den Durchfluss in weiten Bereichen an den Bedarf anpassen können und nicht über Ein- und Ausschalten der Pumpe steuern müssen. Zudem erlaubt der sanfte Anlauf und die schnelle Beschleunigung auf die Mindestdrehzahl der Pumpe bei Start- und Stopp-Vorgängen einen schonenden Betrieb.

Kosten reduzieren mit Frequenzregelungen

Die Installation von Frequenzumrichtern führt in der Regel zu deutlichen Energieeinsparungen. Aber eine Investition in diesem Bereich muss – wie überall – in einem vernünftigen Verhältnis zur Einsparung stehen. Für Experten wie Danfoss liegt die Wirtschaftlichkeitsgrenze bei Pumpenstationen bei einem jährlichen Stromverbrauch von mehr als 10.000 Kilowattstunden. Über den Energieeinsparaspekt hinaus gibt es noch eine Reihe gewichtiger Gründe, über den Einbau von Frequenzregelungen nachzudenken. Denn wenn die Drehzahl sinkt, laufen die Pumpen langsamer und die für die Pumpen belastenden Starts und Stopps verringern sich. Zudem ermöglichen Frequenzumrichter einen sanften Pumpenanlauf und schädliche Druckstöße treten nicht auf. Durch einen kontinuierlicheren Zulauf können sich die Prozesssteuerungen vereinfachen. Frequenzumrichter erlauben einen übersynchronen Betrieb und schaffen dadurch kurzfristige Leistungssteigerungen. Um die möglichen Energieeinsparungen zu realisieren, ist die Wahl der richtigen Frequenzumrichter und Antriebe entscheidend. Pro Pumpe sollte ein Frequenzumrichter installiert werden, so dass nicht alle Pumpen von der gleichen Regeleinheit angetrieben werden. Dies erhöht zusätzlich auch die Betriebssicherheit. Bei der Auswahl reicht es nicht, lediglich nach Nennleistung und Nennstrom zu schauen. Für einen störungsfreien Betrieb mit langen Standzeiten ist es darüber hinaus entscheidend, dass das erreichbare Startmoment des Umrichters in allen Betriebssituationen größer ist als das Startmoment des Pumpenmotors.

Antriebslösungen für mehr Energieeffizienz

Um sich darüber klar zu werden, wie sich im Bereich der Antriebstechnik Potenziale zum Energiesparen identifizieren und nutzen lassen, hilft ein Blick auf die generelle Funktion der Antriebe in industriellen Anwendungen: Zwar sind Antriebe die größten Umsetzer elektrischer Energie, doch sind sie keine Verbraucher im engeren Sinne – sie wandeln lediglich die elektrische in mechanische Energie um. Diese kann dann für die unterschiedlichsten Produktions-, Materialtransport- und Infrastrukturprozesse genutzt werden. Entscheidend ist also letztlich, dass die Antriebe die benötigte mechanische Leistung zur Verfügung stellen. Das lässt sich an einem einfachen Beispiel zeigen: Erreicht ein Antriebssystem einen Wirkungsgrad von 75 Prozent, dann müssen – bezogen auf die erforderliche mechanische Leistung – 133 Prozent elektrische Leistung zur Verfügung gestellt werden. Bei einer Verschlechterung des Wirkungsgrads auf 50 Prozent sind sogar 200 Prozent elektrische Leistung erforderlich. Gleichzeitig verdreifachen sich die Verluste. Ob Energie effizient eingesetzt wird, lässt sich also daran messen, wie weit oberhalb der benötigten mechanischen Energie für den gesamten Arbeitsbereich elektrischer Antriebssysteme die aufgebrachte elektrische Energie liegt.

Viel hilft viel?

Heute ist es noch gängige Praxis, Antriebe überzudimensionieren. Oft steht dahinter schlicht die Angst, Komponenten vielleicht doch zu klein ausgewählt zu haben. Für die Energieeffizienz der Anlage hat das gravierende Folgen: Im Teillastbereich arbeiten nämlich fast alle Antriebskomponenten mit einem schlechteren Wirkungsgrad – für den mechanischen Prozess muss also mehr elektrische Energie und damit auch mehr Verlustleistung aufgebracht werden. Nur durch eine exakte Analyse und Auslegung des Antriebs lässt sich das verhindern. In vielen Prozessen ist die erforderliche mechanische Leistung variabel. In solchen Situationen lässt sich die Energieeffizienz durch den Einsatz von Umrichtern zur Drehzahlsteuerung von Motoren steigern: Ein gesteuerter Antrieb kann sowohl die Drehzahl als auch das Drehmoment so verändern, dass genau die Leistung in den mechanischen Prozess geleitet wird, die dieser momentan benötigt. Da bei fast allen mechanischen Prozessen der Leistungsbedarf von vielen Parametern abhängt, also nicht konstant ist, lohnt sich letztlich bei fast jedem Antrieb aus funktionalen und energetischen Gründen der Einsatz eines Umrichters.

Wirkungsgrad gezielt verbessern

Nach der Auswahl eines optimal zur Anwendung passenden Antriebs ist der Wirkungsgrad bei der Umwandlung der elektrischen Energie zu betrachten. Dabei müssen die Komponenten des Antriebsstrangs einzeln betrachtet werden. Beim Umrichter hängt der Wirkungsgrad im Wesentlichen von den Bauteilen der Leistungselektronik ab. Die hier fast ausschließlich verwendeten IGBTs haben sich in den letzten Jahrzehnten kontinuierlich verbessert, so dass sich der Wirkungsgrad der Umrichter von aktuell 94 bis 98 Prozent mit einfachen technischen Maßnahmen nicht weiter steigern lässt. Ein hohes Potenzial haben dagegen Elektromotoren. Der Standard-Drehstrommotor in Asynchrontechnik kann so gestaltet werden, dass sein Wirkungsgrad steigt. Unter allen geregelten Antrieben wiederum ist der Synchronmotor eine gute Alternative zum Asynchronmotor, weil er bei gleichem Drehmoment weniger Strom benötigt und damit natürlich auch weniger Verluste erzeugt. Und schließlich hat auch die Wahl des Getriebes Einfluss auf den Wirkungsgrad: Die Verzahnungen von Stirnrad- und Kegelradgetrieben zum Beispiel erreichen einen hohen Wirkungsgrad. Entscheidend ist dabei die Anzahl der Übersetzungsstufen. Es empfehlen sich Getriebe, die in einem großen Einsatzbereich mit zwei Übersetzungen auskommen. Schneckengetriebe dagegen haben schlechte Wirkungsgrade.

Bremsenergie nutzen

Der Blick darauf, für welche Prozesse in elektrischen Antriebsanwendungen Energie eingesetzt wird, zeigt noch einen dritten wichtigen Bereich zur Erhöhung der Energieeffizienz: Energie wird zu einem großen Prozentsatz nicht zur Veränderung von Werkstücken, sondern für das Beschleunigen und Heben von Materialien verwendet. Gerade bei Massenfertigungen, bei denen eine große Anzahl von Produkten hergestellt wird, gibt es vielfältige dynamische Positionier- und Hebevorgänge. Sie beschleunigen mit hohen Taktraten Materialien, entnehmen dabei dem elektrischen Netz kontinuierlich Energie und bremsen oder senken sie dann wieder ab. Auf diese Weise wird durch den generatorischen Effekt wieder Energie freigesetzt. Sie wird aber in den allermeisten Fällen nicht weiter genutzt, sondern über einen Bremswiderstand als Wärme „verheizt“. Gerade bei hohen Wiederholraten ist hier das Maß ineffizient eingesetzter Energie beachtlich. Bei hochgetakteten Anwendungen bieten sich deshalb als Alternative zum Bremstransistor Rückspeiseeinheiten an. Auch der Energieaustausch zwischen Umrichtern bietet interessante Möglichkeiten, Bremsenergie für den Prozess zu nutzen. In einigen Anwendungsfällen lässt sich außerdem die rückgespeiste Energie für den nächsten Beschleunigungsvorgang zwischenspeichern. Im Vergleich zur reinen Umsetzung in Wärme lässt sich also auf verschiedenen Wegen die Energieeffizienz deutlich erhöhen. Um dieses Potenzial zu erschließen, müssen bei der Konstruktion der Anlagen die Prozesse identifiziert werden, bei denen ein nennenswertes Maß an Bremsenergie anfällt. Zusammengefasst lässt sich durch eine genaue Analyse von Antriebsanwendungen der Energieverbrauch industrieller Prozesse deutlich senken. Hersteller wie die Lenze AG betonen, dass sich bei Einbezug des gesamten Werkzeugkastens der elektrischen Antriebstechnik wesentlich größere Energiesparpotenziale erschließen lassen, als durch die bloße Konzentration auf Energiesparmotoren.

Hannover Messe vereinigt technologische Leistungsfähigkeit einer ganzen Industrie

Ähnliche Potenziale wie bei den hier angeführten Beispielen des Pumpens und Förderns liegen auch in vielen anderen Bereichen industrieller Prozesse. Etwa beim Lüften, Verdichten und Klimatisieren. Sie alle können zur Steigerung der Energieeffizienz beitragen und damit nicht nur den CO2-Ausstoß reduzieren, sondern auch zu einer nachhaltigen Senkung der Betriebskosten führen. So lassen sich beispielsweise durch intelligente Konzepte bei den Lüftungsanlagen Energieeinsparungen von 30 Prozent und mehr erzielen. Effiziente Steuerungs- und Überwachungstechnik zur Vermeidung von Leckagen bei der Druckluftnutzung können die anfallenden Kosten ebenfalls um rund ein Drittel reduzieren. Und auch bei der Prozesswärme und Prozesskälte lohnt es sich, über Energieeinsparpotenziale nachzudenken. Hocheffizienzmotoren, drehzahlgeregelte Kompressoren, Solaranlagen, Wärmerückgewinnung und Pumpen auf dem neuesten Stand der Technik ermöglichen Einsparpotenziale von bis zu 50 Prozent bei kurzfristigen Amortisationszeiten. All diese Anregungen und Lösungen sind in diesem Jahr wieder auf der Hannover Messe zu finden. Außer auf die Sonderschau „Energieeffizienz in industriellen Prozessen“ richten auch viele Aussteller ihren Fokus auf die Optimierung des Energieverbrauchs. Ein eigener Shuttle-Service wird die Sonderschau deswegen an die einzelnen Leitmessen anbinden. So werden Besucher direkt zu den Ausstellern, die sich auf das Schwerpunktthema Energieeffizienz konzentrieren, gebracht. Die Industrie setzt damit auf der Hannover Messe auch im schwierigen Wirtschaftsumfeld des Jahres 2009 neue technologische Standards. Sie müssen aber nicht nur von den produzierenden Unternehmen, sondern in vielen Fällen auch von den Verbrauchern und vor allem von der Politik aufgegriffen und gefördert werden.

Hannover Messe 2009


Autoren:

Andreas Schreitmüller, Danfoss GmbH

Dr. Edwin Kiel, Lenze AG

Marc de Bruyn Ouboter, EnQ-Magazin

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EnQ Magazin 01/2009

Mehr sehen, mehr entdecken, mehr erfahren – von und auf EnQ

Kategorie: Ausgabe 2009-01

Der Internetauftritt www.en-q.de ist die Online-Kommunikationsplattform der ZVEI-Initiative für Energie-Intelligenz – EnQ. Besucher der Website www.en-q.de erleben eine einmalige energieeffiziente Stadt mit drei typisierten Szenenbildern: einer Industriehalle, einer privaten Wohnung und einem öffentlichen Platz. Innerhalb dieser Szenenbilder lassen sich die Produkte, Systeme und Dienstleistungen der Elektrotechnikbranche spielerisch kennenlernen. So animiert die Seite dazu, sich mit dem besonderen technologiebasierten Energiesparansatz auseinanderzusetzen, den EnQ vermitteln will. Um dem Internetauftritt von EnQ mehr Aufmerksamkeit zu verschaffen und zudem die Vorzüge der verfügbaren Technologien sowie das Thema Energie-Intelligenz weiter zu vertiefen, wird www.en-q.de weiter ausgebaut.

Die energie-intelligente Stadt soll wachsen – die Partnerintegration

Die virtuelle Stadt von EnQ lässt bereits eine breite Auswahl energieeffizienter Technologien erleben und erklärt diese im Grundsatz. Was fehlt, sind die konkreten Produkte und Systeme der einzelnen Mitglieder im ZVEI. Es sind jedoch in der EnQ-Stadt noch Häuser und Gebäude frei, die für Partner einen idealen Platz bieten, für den intelligenten Umgang mit Energie und Strom dank ihrer Technologie zu werben. ZVEI-Unternehmen und Partner haben ab sofort die Möglichkeit zur Integration, um mehr Leben in die Stadt zu bringen. Mit Hilfe erlebbarer Visualisierungen können sie sich und ihre speziellen energie-intelligenten Technologien präsentieren. Die Einbettung erfolgt in einen realistischen Kontext. So sind eigens animierte Darstellungen des Einsatzes der vorgestellten Technologien möglich. Wie in einem realen Bauplan und je nach Produktauswahl der Unternehmen können bereits vorhandene Räumlichkeiten in der Stadt genutzt oder neue Bereiche durch bauliche Veränderungen „erschlossen“ werden. Ausgehend von einem Showroom im Eingangsbereich des virtuellen Unternehmenssitzes besteht dann die Möglichkeit, Technologien an konkreten Produkten zu zeigen und diese direkt mit Internetseiten und Shops der Unternehmen zu verlinken. Für jede neu etablierte Lokalität wird eine eigene Kamerafahrt erstellt, durch die der Besucher zum jeweiligen Unternehmensgebäude gelangt. Dadurch wächst die Stadt, wird www.en-q.de noch interessanter und beteiligte Partnerunternehmen beziehen sich aktiv und mit starker Präsenz in die Initiative für Energie-Intelligenz ein. Ein Muster-Showroom steht zur Besichtigung bereit unter www.en-q.de/musterhaus.

Mehr Aufmerksamkeit – die Cross-Verlinkung

Der ZVEI möchte seinen besonderen technologiebasierten Energieeffizienzansatz unter anderem über den Internetauftritt von EnQ so reichweitenstark wie möglich kommunizieren. Dazu sind die ZVEI-Mitgliedsunternehmen eingeladen, von ihrer Unternehmenswebsite aus auf www.en-q.de zu verlinken. Im Gegenzug wird jedes Unternehmen, das sich mittels der Verlinkung erkennbar an EnQ anschließt, seinerseits auf der Partnerseite von www.en-q.de verlinkt. Die Verlinkung ist kostenlos und verfolgt einen guten Zweck: Gemeinsam präsentieren die ZVEI-Mitgliedsunternehmen und der ZVEI die Vorteile energie-intelligenter Technologien und Produkte der Elektroindustrie einer noch breiteren Öffentlichkeit und steigern durch diese gegenseitige Verweisung die Aufmerksamkeit für EnQ. Unternehmen können als Link einen einfachen textlichen Hinweis platzieren oder für ein in seiner Wirkung auf den Betrachter deutlich aufmerksamkeitsstärkeres Banner in Form des EnQ-Logos wählen. Ganz gleich, wie der Link ausgestaltet ist, im Vordergrund steht der Verweis auf EnQ und damit die Verbreitung der Forderung für mehr energie-intelligentes Handeln.

Mehr Inhalte auf www.en-q.de – die EnQ-News

Das Thema Energie-Intelligenz ist von größter aktueller Wichtigkeit. Neben der Vorstellung und Erklärung der für energie-intelligentes Handeln notwendigen energieeffizienten Technologien auf www.en-q.de, wird das Thema über die redaktionellen Beiträge im EnQ-Magazin gezielt inhaltlich behandelt und weiterentwickelt. Hier finden sich neben einem ausgewählten Titelthema inhaltliche Schwerpunkte wie News, Köpfe, Energie-Intelligenz im Fokus und Best-Practice-Beispiele. Um eine größtmögliche Reichweite des Themas Energie-Intelligenz und seiner einzelnen Schwerpunkte zu erreichen, findet sich auf www.en-q.de ergänzend zur Darstellung und Erklärung einzelner Technologien die redaktionelle Diskussion rund um das Thema auf den eigens dafür eingestellten EnQNews direkt unterhalb der virtuellen Stadt. Neben Neuigkeiten gibt es hier auch ausgewählte Schwerpunkte des EnQ-Magazins. Außerdem werden hier in regelmäßigen Abständen ausgewählte Best Practices vom Einsatz energieeffizienter Technologien oder von wirkungsvollem energie-intelligentem Handeln vorgestellt. Der regelmäßige Besuch auf unserer Internetseite lohnt sich – es ist viel passiert und es warten weitere Veränderungen.

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EnQ Magazin 01/2009

Energieeffizienz heißt Standortsicherung

Kategorie: Ausgabe 2008-03 EnQ Magazin

Interview mit Dr. Klaus Mittelbach, Vorsitzender der Geschäftsführung des ZVEI

EnQ: Herr Dr. Mittelbach, wie sehen Sie die Rolle der deutschen Industrie bei der Erreichung der weltweiten Klimaschutzziele?

Dr. Mittelbach:Ich finde es richtig, dass sich die deutsche Wirtschaft zum Klimaschutz bekennt. Die im Auftrag des BDI von McKinsey erarbeitete Studie hat mehr als 300 technische Vermeidungshebel, d. h. Ansatzpunkte insbesondere aus Deutschland zur Verminderung von Treibhausgasemissionen, untersucht. Sie zeigt, dass bis 2020 gegenüber dem Niveau von 1990 die Treibhausgasemissionen allein um 26 Prozent gesenkt werden können, wenn alle bekannten Vermeidungshebel mit Vermeidungskosten von bis zu 20 Euro je Tonne CO2 umgesetzt werden. Die Technologien der deutschen Elektrotechnik- und Elektronikindustrie spielen hierbei eine herausragende Rolle. Schon traditionell leisten Deutschland und vor allem die deutsche Industrie den größten Beitrag zur Verringerung der Treibhausgase. So konnte der CO2-Ausstoß seit 1990 um 17 Prozent zurückgefahren werden – von 1.232 Mio. t CO2 im Bezugsjahr 1990 auf 1.025 Mio. t CO2 im Jahr 2004. Dies konnte nur deshalb gelingen, weil die Industrie in Deutschland im technologischen Bereich sehr weit vorne ist.

EnQ: An welche Lösungen denken Sie in diesem Zusammenhang?

Dr. Mittelbach: Mir fallen zahlreiche Lösungen ein. Nehmen Sie den Bereich der Straßenbeleuchtung. Die Kommunen haben es selbst in der Hand, ihre Energiekosten zu senken, indem sie die in Deutschland längst angebotenen energieeffizienten Technologien stärker nutzen. So arbeitet rund ein Drittel der Straßenbeleuchtung mit Technik aus den 60er Jahren. Beispiele vorbildlicher Kommunen zeigen, dass Investitionen in neue Beleuchtungsanlagen sich durch die Energieeinsparung schon nach acht Jahren amortisieren. Oder schauen Sie auf das produzierende Gewerbe. Innovative Energiesparmotoren und elektrische Antriebe mit elektronischer Drehzahlregelung senken den Energiebedarf bei gleicher Leistung um 40 Prozent. Diese Beispiele ließen sich beliebig fortsetzen. Etwa bei der Weißen Ware: Energieeffiziente Kühlschränke sind längst auf dem Markt. Diese schonen nicht nur das Klima, sondern auch den Geldbeutel der Energienutzer. Um mit der BDI-McKinsey-Studie zu sprechen: Die Vermeidungshebel der Elektrotechnik rechnen sich aus betriebswirtschaftlicher Sicht. Trotzdem werden sie zu wenig genutzt.

EnQ: Das heißt, Energieeffizienz als erfolgversprechender Ansatz zur Erreichung der Klimaziele?

Dr. Mittelbach: Elektrische Energie ist eine der zentralen Säulen unserer Wirtschaft und zugleich Grundlage unseres hohen Lebensstandards. Die Klimaziele lassen sich besser und nachhaltiger durch Effizienzsteigerungen als durch publikumswirksame Aufrufe zum Verzicht erreichen. Deshalb kommt der intelligenten Technologienutzung eine zentrale Rolle zu. Leider ist dies im Bewusstsein vieler Menschen, aber auch in der Politik, noch nicht ausreichend angekommen.

EnQ: Warum ist das so?

Dr. Mittelbach: Dafür gibt es viele Gründe. Der starke Fokus der staatlichen Fördermaßnahmen auf regenerative Energien ist einer davon. Außerdem leben wir in einer sehr visuellen Welt. Die Solar- und Windkraftanlagen sind zu einem förderungswürdigen Symbol des Fortschritts geworden. Eine effiziente Pumpe in einem Chemie- oder Klärwerk oder ein hocheffizienter Lüfter in einer Klimaanlage ist leider optisch weit weniger beeindruckend und deswegen in der öffentlichen Darstellung nicht so präsent. Noch ein Beispiel: Um den Kauf verbrauchsarmer Autos anzukurbeln, will die Bundesregierung diese durch eine Differenzierung der Kfz-Steuer finanziell fördern. Warum werden dann nicht die modernen höchst effizienten „A++“-Kühl- und Gefriergeräte mit einem finanziellen Zuschuss bedacht? Wo ist der Unterschied zwischen dem Auto und dem Kühlschrank? Dabei sind die Fortschritte bei diesen Geräten, die in fast jedem Haushalt rund um die Uhr in Betrieb sind, ganz enorm: Sie verbrauchen fast nur noch die Hälfte des Stroms der heute immer noch meistverkauften „A“-Kühlgeräte!

EnQ: Allein mit effizienten Kühlschränken soll der Klimaschutz vorangetrieben werden?

Dr. Mittelbach: Kühlgeräte sind allerdings ein besonders wichtiges Beispiel. Die Elektroindustrie ist in ihrer gesamten Breite einer der Top-Problemlöser beim Klimaschutz; das haben wir in unserem Weißbuch Energie- Intelligenz „Energie intelligent erzeugen, verteilen und nutzen“ überzeugend dokumentiert: Allein in den Bereichen elektrische Antriebe, Beleuchtung und Kühl-/Gefriergeräte kann der Stromverbrauch durch den Einsatz energie-intelligenter Produkte um rund 60 Mrd. Kilowattstunden pro Jahr gesenkt werden. Das entspricht 36 Mio. t CO2. Darin sind die Potenziale der intelligenten Prozess- und Fertigungsautomation noch gar nicht eingerechnet. Bezogen auf die gemäß der 30 Prozent-Minderungszusage der Bundesregierung von 2004 bis 2020 noch zu erbringende CO2-Restminderungssumme sind das 22 Prozent – fast ein Viertel also. Wird dieses Potenzial nicht gezielt gehoben, ist die Belastung der energieintensiven Industrien durch den Emissionshandel umso größer. Der verstärkte Einsatz energieeffizienter Produkte, Systeme und Lösungen würde nicht nur zur Reduzierung des Treibhausgasausstoßes beitragen, sondern auch umfassende Investitionen anstoßen und nachhaltig die Betriebskosten senken. Ein nicht zuletzt in Zeiten einer wirtschaftlich schwierigen Lage wichtiger Punkt zur Steigerung der Investitionsrate.

EnQ: Eine stärkere Förderung energieeffizienter Technologien durch die Politik würde viele andere Maßnahmen, wie etwa den Emissionshandel, überflüssig machen?

Dr. Mittelbach: Grundsätzlich macht der Emissionshandel Sinn. Er fördert indirekt auch den Einsatz neuer Technologien. Die Belastung darf aber nicht einseitig auf den deutschen energie-intensiven Industrien liegen. Dies ist besonders wichtig, weil ein einfacher Verzicht auf energieintensive Produktionsschritte oder deren Verlagerung ins Ausland, das „carbon leakage“, keine Lösungen sein können. Wenn in anderen Ländern die Energie eingesetzt wird, die in Deutschland eingespart werden muss, ist das ein Nullsummenspiel, das dem Klima nichts nützt, aber dem Herz unserer Wirtschaft, der Industrie, schadet. Wir sehen doch gerade in der Finanzkrise, wie wichtig die Industrie, das produzierende Gewerbe, zur Stabilisierung der Volkswirtschaft ist.

EnQ: Wie sehen die Probleme genau aus?

Dr. Mittelbach: Deutschland mit seiner hochgradig vernetzten Industriestruktur ist wie kein anderes Land von der Novellierung der Emissionshandels-Richtlinie betroffen. Wir haben in Europa den höchsten Industrieanteil an der Bruttowertschöpfung: über 25 Prozent. In Italien liegt er bei 20 Prozent, in Großbritannien bei 17 und in Frankreich sogar nur bei 14 Prozent. Für diese Länder sind die Belastungen deswegen bei weitem nicht so hoch. Das ist ein klarer Wettbewerbsnachteil. Gleichzeitig verzeichnet Deutschland den höchsten Anteil an der EU-Grundstoffproduktion. Unternehmen, bei denen der Energiebedarf einen hohen Anteil an ihren Gesamtkosten ausmacht und die einem hohen Wettbewerbsdruck ausgesetzt sind, werden ihre Produktion aus Deutschland verlagern. Zudem entziehen die Kosten der Zertifikate den Unternehmen die Mittel für die Investitionsmittel, die besser für die Modernisierung ihrer Produktionsanlagen eingesetzt würden. Wer mit zusätzlichen Belastungen eingreift, ohne gleichzeitig Effizienzsteigerungen zu fördern, muss wissen, dass er eine Lokomotive verlangsamt, die ganz Europa zieht.

EnQ: Wie sieht Ihre Lösung aus?

Dr. Mittelbach: Klimapolitik kann nicht nur lokal stattfinden. Deutschland hat nur einen Anteil von 3 Prozent an den weltweiten Klimaemissionen. Statt nur nach innen zu schauen und die deutsche Industrie weiter zu belasten, müssen wir dafür sorgen, dass unsere deutsche High-Tech-Effizienztechnologie weltweit eingesetzt wird. Dort liegen Einsparpotenziale, die ein Vielfaches größer sind als die Gesamtemissionen von Deutschland!

EnQ: Können Sie als nationaler Verband überhaupt auf solche Entwicklungen Einfluss nehmen?

Dr. Mittelbach: Für uns ist der Blick auf die weltweite Entwicklung essenziell. Deshalb beteiligen wir uns nicht nur intensiv an der Exportinitiative des BMWi, sondern fördern Initiativen, die die Lösungskompetenz der deutschen Industrie in den Vordergrund stellen. Ein Beispiel: Anfang Dezember wird das ZVEI-Vorstandsmitglied und Siemens- Vorstandsvorsitzender Peter Löscher in seiner Funktion als Vorsitzender der BDIKlimainitiative auf der UN-Klimakonferenz in Polen die technologischen Möglichkeiten der deutschen Industrie einem internationalen Publikum vorstellen. In einer begleitenden Ausstellung zeigen Mitgliedsunternehmen des ZVEI Effizienzbeispiele aus ihrem Produktportfolio. Parallel dazu muss es der Industrie insgesamt gelingen, diesen Aspekt auch noch sehr viel stärker in die politische Einigung über das EU-Klima- und Energiepaket im Dezember einzubringen. Bildlich gesprochen: Jede Tonne CO2, die durch den Einsatz moderner Technologie eingespart wird, ist eine Tonne weniger Belastung auf den Schultern derer, die mit den Energiesparvorgaben konfrontiert werden. So leisten wir unseren Beitrag, damit Industrieproduktion am Standort Deutschland auch zukünftig erfolgreich möglich ist.

EnQ: Herr Dr. Mittelbach, wir danken für dieses Gespräch. Das Weißbuch Energie-Intelligenz „Energie intelligent erzeugen, verteilen und nutzen“ kann im Internet gelesen werden unter www.en-q.de/weissbuch.html.

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EnQ Magazin 03/2008

Der Wirkungsgrad entscheidet

Kategorie: Ausgabe 2008-03 EnQ Magazin

Effizientes Energiemanagement mit Leistungshalbleitern

Der Bau weiterer Kraftwerke und die Erschließung neuer Energiequellen kann nicht die einzige Maßnahme sein, den künftigen Energiebedarf zu decken. Es muss deswegen das Ziel sein, Energie intelligenter und damit effizienter zu nutzen. Entscheidend dabei ist, den Wirkungsgrad der gesamten Energiekette zu erhöhen. Der Einsatz von Halbleitern liefert hierzu einen wertvollen Beitrag. Halbleiter erhöhen die Energieeffizienz in allen Stufen der Energiewirtschaft – angefangen bei der Erzeugung über die Übertragung bis zum Verbrauch von elektrischer Energie. Eine Schlüsselrolle spielen neben Sensoren und Mikrocontrollern die Leistungshalbleiter. Das Einsparpotenzial ist enorm – durch den umfassenden Einsatz von Leistungshalbleitern kann der weltweite Elektrizitätsverbrauch um 25 bis 30 Prozent reduziert werden, das entspricht in etwa dem Strombedarf der USA. Leistungshalbleiter sorgen überall dort für mehr Effizienz, wo elektrische Energie in die jeweils benötigte Form gewandelt und bedarfsgerecht dosiert werden muss. Leistungsfähige, effiziente Chips und Module im IGBT- und MOSFET-Bereich reduzieren dabei die Verlustleistung und realisieren Energieeinsparungen in einer Vielzahl von Applikationen sowohl im Industrie- als auch im Consumer- und Home-Appliance-Bereich. Auch im Auto sorgen Leistungshalbleiter für eine Reduzierung des Verbrauchs und damit für eine Verringerung des CO2-Ausstoßes.

Saubere Energieerzeugung dank Halbleiter

Mit der zunehmenden Nutzung von erneuerbaren Energien wird an immer mehr Stellen dezentral Strom in die Stromnetze eingespeist; dabei ist es wichtig, dass die vorgegebene Netzcharakteristik bezüglich Spannung und Frequenz eingehalten wird. Um die ständig variierende Zufuhr von beispielsweise Wind- oder Sonnenenergie anzupassen, werden Frequenzumrichter benötigt, deren Herzstück Leistungshalbleiter sind. Ohne diese Leistungshalbleiter wäre eine effiziente, dezentrale Netzeinspeisung von erneuerbarer elektrischer Energie gar nicht möglich. Die ständige Optimierung von Leistungshalbleitern für bestimmte Frequenzen, Ströme und Spannungen sorgt dafür, dass die Verlustleistung auf ein Minimum reduziert wird.

Effiziente Energieübertragung auch über lange Strecken

Bei der Frage, wie die Stromübertragung umweltfreundlicher werden kann, setzt sich vor allem bei langen Strecken von mehr als 1.000 Kilometern das Thema Gleichstrom (DC) mit extrem hohen Spannungen durch. Im Vergleich zu konventionellen Drehstrom- Hochspannungsleitungen mit 400 Kilovolt (AC) verbessert die Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ) die Energieeffizienz um ein Vielfaches. Zurzeit sind HGÜ-Anlagen mit einer Übertragungsleistung von 3.000 Megawatt bei einer Gleichspannung von +/- 500 Kilovolt im Einsatz. Künftig wird eine Übertragungsspannung von mehr als +/- 800 Kilovolt möglich sein; damit werden Übertragungsleistungen von bis zu 6.400 Megawatt realisierbar. Gleichstrom mit extrem hoher Spannung ist die einzige Möglichkeit, große Energiemengen auch über riesige Entfernungen wirtschaftlich und effizient zu transportieren. Bei einer Langstrecken-HGÜ-Verbindung werden typischerweise 2.000 bis 8.000 Thyristoren eingesetzt. Bei diesen neuen Technologien werden zudem hohe Mengen an IGBTs benötigt.

Großes Einsparpotenzial bei Antrieben und Traktion

Motoren gehören zu den größten industriellen Energieverbrauchern, auf sie entfallen gut 55 Prozent des Industriestromverbrauchs. Halbleiterlösungen können in entsprechenden Steuergeräten den Energiebedarf von Antrieben sowie auch von Pumpen, Ventilatoren und Kompressoren durch eine bedarfsgerechte Steuerung deutlich senken. Durch drehzahlgeregelte Antriebe, die mit Invertertechnik und Leistungselektronik arbeiten, lassen sich im Gegensatz zu konventionellen Antrieben bis zu 40 Prozent des Stromverbrauchs einsparen. Derzeit sind weltweit nur etwa 5 bis 10 Prozent drehzahlgeregelt. Würde die deutsche Industrie zu 50 Prozent auf elektronisch gesteuerte Antriebe umstellen, ergäbe sich daraus eine Elektrizitätseinsparung von bis zu 560 Terawattstunden bis zum Jahr 2020. Um diese Leistung zu erzeugen, müssten 56 große Kraftwerke ein Jahr unter Volllast laufen.

Höhere Wirkungsgrade in Netzteilen

Ein weiterer Bereich, bei dem mittels Halbleiter einiges an Energie eingespart werden kann, ist die Stromversorgung. Hier geht es vor allem um eine effiziente AC/DC-Stromwandlung bei Geräten wie beispielsweise Fernsehern, Notebooks, Spielkonsolen, PCs und Servern. Immer mehr und leistungsfähigere Computer verbrauchen immer mehr Energie. Wird hier nichts getan, können die Stromkosten insbesondere in Unternehmen mit großen Rechenzentren bald die Anschaffungskosten der Hardware übersteigen. Energieeffiziente Stromversorgung kann hier einen wichtigen Beitrag leisten. Herkömmliche Netzteile können lediglich 60 bis 70 Prozent des eingesetzten Stroms effektiv im Gerät nutzen, rund 30 bis 40 Prozent werden als Verlustwärme an die Umgebung abgegeben. Mit energieeffizienten Leistungshalbleitern lassen sich diese Leitungsverluste reduzieren. So können heute damit bereits Wirkungsgrade von 90 Prozent und mehr erzielt werden, was einer Verringerung der Verlustleistung von bis zu 70 Prozent entspricht.

Spritsparen mit Halbleitern

Autos sind für gut 10 Prozent des weltweiten CO2-Ausstoßes verantwortlich. Die Senkung des Treibstoffverbrauchs und damit einhergehend die Reduzierung der Schadstoffemission gilt als einer der wichtigsten Hebel für den Klimaschutz. Mit neuen Richtlinien zur Festlegung von Obergrenzen des Schadstoffausstoßes werden die Automobilhersteller dazu aufgefordert, effizientere und sparsamere Modelle zu entwickeln. Produkte wie Leistungshalbleiter, Sensoren und Mikrocontroller liefern einen wichtigen Beitrag zur Verbrauchs- und Schadstoffverringerung im Auto. Eine Schlüsselrolle nimmt dabei die intelligente Steuerung von Motor und Antriebsstrang ein. Hier kommen unter anderem Mikrocontroller zum Einsatz, die das Luft-Kraftstoff-Gemisch sowie den idealen Einspritz- und Zündzeitpunkt für die einzelnen Zylinder regeln. Die gezielte Steuerung der Verbrennung im Motor mittels Halbleiter erlaubt es, die chemische Energie, die im Kraftstoff gespeichert ist, so effizient wie möglich in mechanische Energie umzuwandeln. Damit lässt sich der Kraftstoffverbrauch deutlich reduzieren. In Zukunft wird neben dem Motor- und Antriebsmanagement die bedarfsgerechte Regelung von Zusatzaggregaten eine immer wichtigere Rolle spielen. Je mehr Motor und Lichtmaschine durch elektrische Verbraucher belastet werden, desto höher ist auch der Kraftstoffverbrauch und damit der CO2-Ausstoß – es sei denn, wirksamere Halbleiterbauteile erhöhen die Effizienz der Systeme. Dazu ein Beispiel: Durch die elektronische Steuerung der Lenkung gegenüber ungeregelten Systemen lassen sich bei einer angenommenen Fahrleistung eines Autos von 150.000 Kilometern 885 Kilogramm CO2 einsparen. Das Einsparpotenzial zieht sich durch nahezu alle Anwendungsfelder im Auto. Infineon arbeitet hier an einer Reihe neuer Halbleiterlösungen, zum Beispiel für hochpräzise Benzin-Direkteinspritzungen, variable Turbolader, effiziente Getriebe mit Doppelkupplung und für die Ansteuerung von Hybridmotoren, sowie an Lösungen für den Einsatz energiesparender Leuchtdioden.

Autor: Bernd Schniggenfittig, Director Europe Infrastructure, Infineon Technologies AG

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